Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80580
Title: Evaluation of nitrogen concentrations in bioponics under acetic acid additions
Other Titles: การประเมินความเข้มข้นของไนโตรเจนในไบโอโพนิกส์ภายใต้การเติมกรดอะซิติก
Authors: Piyatida Hussanodart
Advisors: Sumeth Wongkiew
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Subjects: Hydroponics
Biofertilizers
การปลูกพืชในน้ำยา
ปุ๋ยชีวภาพ
Issue Date: 2020
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The bioponic system is a combination between hydroponic vegetable cultivation and organic waste. The system can circulate nitrogen elements from the use of bio-fertilizers. In bioponic systems, there are microorganisms that can convert organic matter into a usable form of plants. Nitrogen transformation in bioponics is critical to the plant efficiency in utilizing nitrogen for growth in bioponic systems and reducing emissions to the environment. In this study, bacterial species linked to nitrogen transformation was studied by analyzing the microbial community groups using Next-Generation Sequencing. 14 plants per system) and 500 grams of chicken manure were used as a food source for plants. The system was added to acetic acid (5% w/v) for Phase I (0 ml acetic vs 700 ml acetic acid) and Phase 2 (350 ml acetic vs. Acetic acid 1050 ml.) Phase 3 (acetic acid 0 ml. 350 ml. 700 ml. and 1,050 ml.) From this study, it was found that adding acetic acid to the bioponic system had negative effect on the plant efficiency of nitrogen utilization and also plant growth. It was found that the system without the addition of acetic acid gave the best plant growth. In addition, the results of the research showed that the bioponic system had good water quality for plants and microorganisms for growth. The water quality parameters were dissolved oxygen, pH, temperature, total ammonia, nitrite, nitrate and plant weight. The values were as follows: 6.6 ± 0.3 mg /L, 7.7 ± 0.1, 29.4 ± 1.8 °C, 3.0 ± 0.6 mgN/L, 2.4 ± 0.7 mgN/L, 2.6 ± 1.0 mgN/L, 921.5 ± 358.5 g (acetic acid concentration 0 ml); 6.7 ± 0.2 mg/L, 6.3 ± 0.7, 28.8 ± 1.3 °C, 2.8 ± 1.0 mgN/L, 2.3 ± 1.3 mgP/L, 3.0 ± 1.4 mgN/L, 545.0 ± 339.4 g (acetic acid concentrate 350 ml); 6.1 ± 0.4 mg/L, 6.1 ± 1.0, 29.5 ± 1.9 °C, 3.1 ± 1.3 mgN/L, 2.5 ± 1.6 mgN/L, 3.0 ± 1.5 mgN/L, 402.5 ± 208.6 g (acetic acid concentration 700 ml); 6.9 ± 0.2 mg/L, 5.0 ± 0.3, 28.7 ± 1.4 °C, 2.6 ± 1.9 mgN/L, 3.9 ± 1.9 mgN/L, 3.0 ± 2.2 mgN/L, 338.0 ± 299.8 g (acetic acid concentration 1050 ml) respectively, which showed that adding acetic acid had a negative effect on nitrogen utilization efficiency. Also, the addition of acid reduced plant growth. In addition, groups of bacteria such as Xanthobacteraceae have been found to influence the nitrogen cycle in the bioponic system. It is responsible for the conversion of nitrogen gas to total ammonia through nitrogen fixation process. Groups of bacteria Lentimicrobium and Rhodobacteraceae converted total ammonia to nitrite with ammonia oxidation process. This study found groups of bacteria Nitrosomonadaceae and Proteobacteria (converting nitrite into nitrate with nitrite oxidation process) and bacterial groups Denitratisoma and Microscillaceae, which are responsible for process that nitrate is converted back to nitrogen gas through denitrification process. Therefore, the study showed that bioponics was effective in the nutrient circulation from organic fertilizers; however, high concentration and loading rate of acetic acid could inhibited plant growth.
Other Abstract: ระบบไบโอโพนิกส์เป็นการทำงานร่วมกันระหว่างการปลูกผักแบบไฮโดรโพนิกและของเสียอินทรีย์ ซึ่ง ในระบบสามารถหมุนเวียนธาตุไนโตรเจนจากการใช้ปุ๋ยชีวภาพ ในระบบไบโอโพนิกส์มีจุลินทรีย์ที่สามารถ เปลี่ยนสารอินทรีย์ให้อยู่ในรูปที่พืชสามารถใช้งานได้ การเปลี่ยนรูปไนโตรเจนในไบโอโพนิกส์มีความสำคัญ อย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของพืชในการนำไนโตรเจนไปใช้ในการเจริญเติบโตในระบบไบโอโพนิกส์และลดการ ปล่อยของเสียสู่สิ่งแวดล้อม ในการศึกษานี้ได้มีการศึกษาชนิดของแบคทีเรียที่เชื่อมโยงกับการเปลี่ยนรูปของ ไนโตรเจนโดยการวิเคราะห์กลุ่มชุมชนจุลินทรีย์ ด้วยวิธี Next-Generation Sequencing ระบบไบโอโพนิกส์นี้ ได้นำผักกรีนคอสมาเพาะปลูก (14 ต้นต่อระบบ) และใช้ปุ๋ยมูลไก่ 500 กรัมต่อระบบ เพื่อเป็นแหล่งอาหารของ พืช การทดลองได้ทำการเติมกรดอะซิติก (5% w/v) สำหรับระยะที่ 1 (กรดอะซิติก 0 มล. เทียบกับกรดอะซิติก 700 มล.) และระยะที่ 2 (กรดอะซิติก 350 มล. เทียบกับกรดอะซิติก 1,050 มล.) ระยะที่ 3 (กรดอะซิติก 0 มล. 350 มล. 700 มล. และ 1,050 มล.) จากการศึกษาพบว่าการเติมกรดอะซิติกในระบบไบโอโพนิกส์ไม่มีมีผลต่อ ประสิทธิภาพของพืชในการนำไนโตรเจนไปใช้ แต่ในแง่ของการเจริญเติบโตของพืช พบว่าระบบที่ไม่มีการเติม กรดอะซิติกทำให้พืชเจริญเติบโตดีที่สุด นอกจากนี้ผลการวิจัยพบว่าระบบไบโอโพนิกส์มีค่าคุณภาพน้ำที่ดีต่อ พืชและจุลินทรีย์ในการเจริญเติบโต โดยค่าคุณภาพน้ำมีดังนี้ ค่าออกซิเจนละลายน้ำ, พีเอช, อุณหภุมิ, แอมโมเนียรวม, ไนไตรท์, ไนเตรท และน้ำหนักของพืชเมื่อมีการเติมกรดอะซิติก ค่าที่ได้เป็นดังนี้ 6.6 ± 0.3 mg/L, 7.7 ± 0.1, 29.4 ± 1.8 °C, 3.0±0.6 mgN/L, 2.4 ± 0.7 mgN/L, 2.6 ± 1.0 mg/L, 921.5 ± 358.5 กรัม (กรดอะซิติกเข้มข้น 0 มล.); 6.7 ± 0.2 mg/L, 6.3 ± 0.7, 28.8 ± 1.3 °C, 2.8 ± 1.0 mgN/L, 2.3 ± 1.3 mgN/L, 3.0 ± 1.4 mg/L, 545.0 ± 339.4 กรัม (กรดอะซิติกเข้มข้น 350 มล.); 6.1 ± 0.4 mg/L, 6.1 ± 1.0, 29.5 ± 1.9 °C, 3.1 ± 1.3 mgN/L, 2.5 ± 1.6 mgN/L, 3.0 ± 1.5 mg/L, 402.5 ± 208.6 กรัม (กรดอะซิติก เข้มข้น 700 มล.); 6.9 ± 0.2 mg/L, 5.0 ± 0.3, 28.7 ± 1.4 °C, 2.6 ± 1.9 mgN/L, 3.9 ± 1.9 mgN/L, 3.0 ± 2.2 mg/L, 338.0 ± 299.8 กรัม (กรดอะซิติกเข้มข้น 1050 มล.) ตามลำดับ ซึ่งพบว่าการเติมกรดอะซิติก ส่งผลที่ลดประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจน และการเติมกรดไปรบกวนการเจริญเติบโตของพืช นอกจากนี้ยัง ศึกษาพบกลุ่มของแบคทีเรียที่มีผลต่อวัฎจักรไนโตรเจนในระบบไบโอโพนิกส์ ดังนี้ แบคทีเรียกลุ่ม Xanthobacteraceae มีหน้าที่ในการเปลี่ยนก๊าซไนโตรเจนให้กลายเป็นแอมโมเนียรวมโดยผ่านกระบวนการ ตรึงไนโตรเจน แบคทีเรียกลุ่ม Lentimicrobium และ Rhodobacteraceae เปลี่ยนแอมโมเนียรวมให้เป็นไนไตรท์ด้วยกระบวนการแอมโมเนียออกซิเดชั่น แบคทีเรียกลุ่ม Nitrosomonadaceae และ Proteobacteria เปลี่ยนไนไตรท์ให้เป็นไนเตรท ด้วยกระบวนการไนไตรท์ออกซิเดชั่น และแบคทีเรียกลุ่ม Denitratisoma และ Microscillaceae ทำการเปลี่ยนไนเตรทให้กลับสู่รูปก๊าซไนโตรเจนผ่านกระบวนการดีไนตริฟิเคชั่น ดังนั้น การศึกษาทำให้ทราบว่าไบโอโพนิกส์มีประสิทธิภาพในการหมุนเวียนธาตุอาหารจากปุ๋ยอินทรีย์โดยมีกรดอะซิติกไปลดการเจริญเติบโตของพืช
Description: In Partial Fulfillment for the Degree of Bachelor of Science Department of Environmental Science, Faculty of Science, Chulalongkorn University Academic Year 2020
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80580
Type: Senior Project
Appears in Collections:Sci - Senior Projects

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
63-SP-ENVI-010 - Piyatida Hasanodat.pdf33.72 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.